超声波换能器由于负载的变化以及外界环境的变化等因素,导致超声波电源的输出频率与谐振频率不匹配,从而使清洗效果不佳。全自动超声波清洗机发生器电源是超声清洗机的核心部分,为实现其高效稳定的工作,需要对其工作频率进行自动跟踪控制。
为此,设计了基于单片机PIC16F886为控制核心的全自动超声波清洗机发生器电源,其额定输出功率为3000W,工作频率为20kHz-40KHZ,并实现了对频率的实时跟踪控制。主要研究内容如下:首先,根据超声波电源的性能指标要求,设计了超声波电源主电路系统,主电路系统由整流滤波电路、逆变电路、匹配电路等单元组成,逆变电路采用全桥逆变拓扑结构,文中对主电路系统进行了详细分析与设计,并采用Multisim仿真软件对主电路系统各个部分进行仿真。
其次,设计了全自动超声波清洗机发生器电源频率跟踪的控制方案,该控制方案采用锁相环频率跟踪的控制思路并结合PID控制方法。为此设计了相应的控制软件,采用C语言编写主程序、A/D转换程序、PID控制程序等。最后,以PIC16F866单片机芯片为控制核心,设计了超声波电源控制系统,主要包括采样电路、驱动电路、单片机外围电路等,分析了其工作原理。并采用Proteus软件对控制系统进行仿真。仿真结果表明,所设计的超声波电源控制系统能实现频率自动跟踪,与超声波换能器相匹配,工作在谐振状态,达到了设计要求.
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